蘇鋒，甄梅楠，劉孝剛

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300222）

1 我國水能工程發(fā)展歷程

水能資源主要是水體的動能、勢能和壓力能等機械能的利用。自由流動的天然河流的水流和水位落差，稱為河流的水能資源。廣義的水能包括海洋、河流、潮汐能等資源，狹義的水能主要指的是河流的水力資源。水能是一種清潔能源和可再生資源源，其分布廣泛，在利用過程中可以多次循環(huán)利用，且利用過程中不消耗原料，是一種被公認的綠色能源。但是全世界已經(jīng)得到開發(fā)利用的水資源只有不到30%。目前，水能的主要利用形式是水力發(fā)電，所謂的水力發(fā)電指的是將水的勢能轉換為動能，再將動能轉換成電能。

我國河流眾多，是世界上水能資源最豐富的國家。但是我國的國土資源十分廣闊，所蘊含的自然環(huán)境氣候也是多種多樣，在不同的氣候影響之下，河流的分布并不是十分均勻，從而導致我國不同的區(qū)域對水資源的儲存量并不一致，水能資源的分布不均，進而造成了地區(qū)上的差異，水資源主要集中于西部地區(qū)，黃河上游，長江上游上段的干流金沙江和支流雅礱江，烏江以及與金沙江并流的瀾滄江，怒江等等河流。這些河流具有著豐富的水能資源，可以利用這些水能資源建立起水電發(fā)電站，為我國社會的進步貢獻能源，根據(jù)相關的調查研究，表示西南地區(qū)的水能資源蘊藏量約為212億千瓦，基于全國的首位可占據(jù)年生產總額的68%。

2 水能的生態(tài)能源屬性及評價

2.1 開發(fā)利用水能資源對生態(tài)環(huán)境的有利影響

（1）發(fā)揮防洪作用，減緩洪水災害對生態(tài)環(huán)境的破壞。在進行我國水資源的利用過程中，需要構建完善的能源利用體系，水能資源的開發(fā)與利用是其中至關重要的組成部分，大型或者是中型的水利水電工程，在進行修繕和運行的過程中，能夠保證周圍區(qū)域的健康穩(wěn)定，發(fā)展發(fā)揮抗洪，供電，運航，運水等等諸多至關重要的基礎設施職能，例如水利工程中水庫能夠蓄養(yǎng)水源，在洪澇災害來臨之際能夠起到阻攔洪水的作用，保護大壩下游兩岸人民的生命財產安全，避免洪澇災害造成的破壞，同時水利水電工程還能夠有效的避免因洪澇災害而造成的流感瘟疫等等疾病的肆虐，從根源上杜絕因洪澇災害而導致的災民安置問題，同時還能夠開發(fā)利用水能資源，保護生態(tài)環(huán)境。

（2）替代燃煤發(fā)電，具有顯著的環(huán)境與生態(tài)效益。隨著近些年來我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展可持續(xù)發(fā)展理念以及構建一個新型節(jié)能降耗的社會發(fā)展形勢，已經(jīng)成為了我國發(fā)展的主流態(tài)勢，而且可持續(xù)發(fā)展也是世界目前各國的努力方向?？沙掷m(xù)發(fā)展實施計劃明確指出要從根源上降低傳統(tǒng)能源造成的環(huán)境污染效應，并且杜絕不可再生能源的破壞式開采挖掘。盡可能的減慢不可再生能源枯竭的速度。大力發(fā)展清潔能源和可再生能源，而且這些清潔能源還會促進環(huán)境的健康穩(wěn)定發(fā)展，不會產生伴生的污染物?？傮w來說，最中心的思想是以提高生態(tài)效率，減少能源的損耗來改變目前的不可持續(xù)的發(fā)展狀態(tài)。據(jù)數(shù)據(jù)調查統(tǒng)計顯示，我國2020年水電裝機已達到2.5×108kW，按年平均利用小時4000h計算，發(fā)電量為10000×108kWh，相當于約5×108t原煤的發(fā)電量，可減少排放CO29.26×108t，SO2631×104t，NO2252×104t，煙塵227×104t。上述數(shù)據(jù)可以顯示利用水能資源進行開發(fā)，可以有效的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤炭開發(fā)發(fā)電體系，并且大量降低大氣污染，有效的緩解溫室效應，對于生態(tài)環(huán)境的保護來說，有著積極的促進作用。

2.2 開發(fā)利用水能資源對環(huán)境與生態(tài)的不利影響

（1）大壩攔截河道對水生生物的影響。水能資源利用過程中，興建大量的水利水電工程，能夠實現(xiàn)能源的開發(fā)利用，但是其中某些水能工程的基礎設施，很有可能對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，例如大壩工程會對河道形成攔截，從而改變水生生物的生活環(huán)境，這就對生態(tài)系統(tǒng)產生了不利影響，尤其是對魚類的生活與作息，造成了一定的破壞。從根源上來說，水能工程所形成的水利設施與天然的水體相比，有著極為明顯的區(qū)別，水文條件會產生較大的變化，進而使棲息環(huán)境受到一定的波及，水庫比較適合靜水生活的魚類，并不適合急流水生活的魚類，長期的影響下很有可能導致魚類的排卵交配等等生產活動受到影響，進而阻斷魚類之間的生物物種交流，不利于整個生態(tài)環(huán)境的發(fā)展繁衍。因此要針對水庫大壩的阻斷作用設置相應的洄流通道，不會對洄流性魚類造成較大的影響，可以采取相應的應對措施，將影響降到最低

（2）水庫蓄水引起的環(huán)境與生態(tài)問題。水能工程修建的水庫相較之于純天然的河流來說，自凈能力有著明顯的降低，而且并不具備較強的生態(tài)恢復能力，在日常的發(fā)展過程中，水質容易受到有機物重金屬等等物質的影響產生較大的污染，如果污染沒有及時的進行處理，污染源沒有及時的被發(fā)現(xiàn)，那么水質的污染很容易影響人類的健康生活。出庫低溫水可能造成壩下游一定距離內的魚類推遲產卵期，并對周邊農作物和水生生物產生不利影響。水庫蓄水后可能誘發(fā)地震，庫岸由于浸泡、水位升降變化，可使已有的崩塌、滑坡體失穩(wěn)引起新的崩塌、滑坡等地質災害。

3 水能的生態(tài)安全、能源安全意義

水能資源作為我國重要的清潔可再生資源，尤其是在開發(fā)過程無“工業(yè)三廢”等產生等優(yōu)點，再結合當前過度依賴礦石能源的背景下，水能資源的開發(fā)利用，用于替代礦石能源的利用，在相當程度上相當于保護了生態(tài)環(huán)境。水能資源的開發(fā)利用，具有可觀的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。具體來說，水能資源的開發(fā)利用可以優(yōu)化能源結構、減少溫室氣體的排放、最終促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。此外，水能工程能夠在防洪、灌溉方面，發(fā)揮更好的生態(tài)功能。譬如，已建的黃河小浪底工程，除了具備防洪和發(fā)電等功能，而且在保護黃河中下游生態(tài)環(huán)境方面還發(fā)揮了重要作用。除此之外，水利工程的生態(tài)功能也體現(xiàn)于河口濕地的保護，使河床下切等。在建的大柳樹工程對于黃河寧蒙段的生態(tài)也具有積極影響。珠江上游在來水很少的情況下，可能會發(fā)生海水倒灌，對周邊地區(qū)尤其是澳門的供水造成影響。水能工程除了發(fā)電、防洪、灌溉、航運、旅游等功能以外，還有保護生態(tài)的重要功能。

4 水能工程的技術、體制、管理創(chuàng)新

4.1 水能工程的開發(fā)方式

水能資源是可以被稱作資源分布最廣泛，且利用效率最高的一類能源。據(jù)報道，全世界的水能開發(fā)比重占可開發(fā)利用水資源的15%左右。改革開放后我國的水電事業(yè)發(fā)展突飛猛進。截至2018年底，中國水電總裝機容量約3.5億千瓦，穩(wěn)居世界第一。結合我國水資源的優(yōu)勢與特點，我國水力發(fā)電的重要選擇之一為小型水力發(fā)電。水電站是水、機和電的綜合體。水電站有多種形式，按資源類型分類有抽水蓄能電站，潮汐電站，波浪能電站。按開發(fā)方式分，有壩式水電站、引水式水電站、混合式水電站和集水網(wǎng)道式水電站。按調節(jié)性能，水電站可分為多年調節(jié)水電站、年調節(jié)水電站、季調節(jié)水電站、日調節(jié)水電站，以及徑流式水電站。根據(jù)集中水頭的方式可以將水電站分為高水頭水電站（水頭＞200m）、中水頭水電站（水頭為40～200m）和低水頭水電站（水頭在40m以下）。

4.2 水能工程的生態(tài)環(huán)境管理歷程

自20世紀80年代開始，我國逐步建立了比較全面的水電環(huán)境保護管理法規(guī)體系。1988年至今，我國頒布了《水利水電工程環(huán)境影響評價規(guī)范》《江河流域規(guī)劃環(huán)境影響評價規(guī)范》和《環(huán)評法》等法律法規(guī)，形成了規(guī)范的水電規(guī)劃、設計、建設、運行全過程的環(huán)境管理技術體系?！逗恿魉娨?guī)劃編制規(guī)范》《水電工程環(huán)境保護設計規(guī)范》《水電工程竣工環(huán)境保護驗收調查技術規(guī)范》等一系列規(guī)范導則的頒布，初步形成了水電工程環(huán)境保護規(guī)劃設計標準體系，為水電開發(fā)方案的決策以及工程實施過程中的環(huán)保措施落實，都發(fā)揮了非常重要的作用?！董h(huán)評法》及相關法規(guī)中特別指出，對已經(jīng)實施規(guī)劃的典型流域需要開展梯級電站環(huán)境影響評價。

4.3 水能工程的生態(tài)環(huán)境管理體制創(chuàng)新及建議

4.3.1 加大生態(tài)環(huán)境保護力度，處理好保護環(huán)境與生態(tài)的關系

（1）加大水電環(huán)保力度。統(tǒng)籌水電開發(fā)與環(huán)境保護，加強水電開發(fā)前期研究和環(huán)境論證，扎實推進重點河流（河段）水電規(guī)劃環(huán)評工作，嚴格落實規(guī)劃環(huán)評要求，做到生態(tài)優(yōu)先，合理布局。強化水電項目環(huán)境影響評價工作，科學論證項目的環(huán)境合理性；研究制定強有力的環(huán)保措施，需要重點落實在水生生態(tài)保護、陸生生態(tài)保護以及生態(tài)流量保障等措施，實現(xiàn)科學有效的保護流域生態(tài)環(huán)境。加強流域環(huán)保措施的效果跟蹤及監(jiān)測，對項目實施的環(huán)保措施的實施效果進行科學評估。積極進行水電規(guī)劃項目過程中的環(huán)境影響跟蹤評價、項目后的評價工作，總結經(jīng)驗，推動生態(tài)友好型水電建設。

（2）優(yōu)化小水電改造思路。轉變以擴機增容為主的小水電改造傳統(tǒng)思路，根據(jù)流域生態(tài)和工程安全需要，因地制宜實施以安全、環(huán)保為目標的小水電技術改造工作，提高電站安全水平，提升機組運行效率，增加下泄生態(tài)流量，加強運行監(jiān)測監(jiān)管。為切實改善電站上下游生態(tài)環(huán)境，今后，實施各類擴機增容、增效擴容等小水電改造，按照現(xiàn)行有效的環(huán)保標準進行環(huán)境論證和項目環(huán)評，增加環(huán)保措施，加大生態(tài)流量。

（3）實施流域生態(tài)修復。作為水電開發(fā)生態(tài)保護與修復的試點，在長江中上游、金沙江等流域開展了中小流域水電開發(fā)后評價，過程中全方位總結了開發(fā)經(jīng)驗及教訓。結合試點干支流水電開發(fā)及生態(tài)環(huán)境狀況，對試點周圍環(huán)境問題相對突出的流域，采取流域生態(tài)修復工作。堅持科學論證、統(tǒng)籌規(guī)劃，對環(huán)境影響較大、具有改造條件的電站，實施生態(tài)改造，增加環(huán)境保護設施，促進流域生態(tài)修復與恢復。

（4）實施流域生態(tài)的綜合管理。針對水能工程工作的不同時期，需采取不同方式對流域生態(tài)的管理開展調控工作。實施的調控措施需要有的放矢，例如在水電建筑的施工期，此階段容易對周邊環(huán)境產生較為直接的破壞，適宜采取以技術調控為重點的調控手段。工程運行期間，重點采取管理調控措施，綜合利用技術調控與管理調控。因此，水電開發(fā)的綜合調控體系是技術調控、管理調控及其他方面的調控措施在不同時期共同構建的。

4.3.2 開展流域生態(tài)環(huán)境綜合管理及監(jiān)測，實現(xiàn)梯級聯(lián)合優(yōu)化調度

開展流域水電生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)測。做好流域綜合監(jiān)測規(guī)劃。以烏江、黃河、雅礱江、金沙江下游，以及大渡河等流域試點，正在開展的水文生態(tài)環(huán)境、工程效益、工程安全、以及地震活動等綜合監(jiān)測。為了構建全流域全過程的實時監(jiān)測，可以在監(jiān)測過程中建立流域綜合監(jiān)測平臺，以形成信息共享、巡視檢查及監(jiān)督管理體系。近年來，正在可開展研究的“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水電站，是一種將水電站與信息技術融合的新型智慧水電站，目的是充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術，將水電工程設計、建造和管理等流程網(wǎng)絡化、數(shù)字化和智能化。圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)進行技術創(chuàng)新，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水電站和智能流域等試點的建設?？傊?，開展流域生態(tài)環(huán)境綜合管理工作需要加強行業(yè)信息化管理工作，促進信息化管理平臺的建設，系統(tǒng)掌握監(jiān)測項目的建設和運行信息，構建項目全過程信息化管理體系，達到為流域管理和行業(yè)監(jiān)管提供支撐的目的。

5 結語

綜上所述，生態(tài)保護不容忽視，水能工程建設過程中要進一步加強管理，針對不同水能工程的特點進行針對性的治理，從而實現(xiàn)水能工程與生態(tài)環(huán)境保護的統(tǒng)一。因此，對于我國相關部門來說，必須處理好水能工程與生態(tài)環(huán)境之間的關系，確保充分利用水能工程取得相應經(jīng)濟、社會價值的同時，還要保證生態(tài)環(huán)境不受到破壞，實現(xiàn)水能工程的可持續(xù)發(fā)展。